金属杆
- 电磁感应现象中“杆+导轨”模型梳理
如图4 所示,金属杆MN放在水平放置的光滑导轨上,空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场,金属杆MN受到恒定的外力作用。以金属杆MN为研究对象,根据牛顿第二定律得,解得,因此随着速度v的增大,加速度a逐渐减小,当a=0的时候,金属杆MN达到平衡状态,以恒定的速度做匀速直线运动。上述规律不仅适用于水平面内的运动,竖直平面内的运动或斜面上的运动也适用,只不过是将恒力稍微变化了一下。图4例1如图5所示,两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,顶端接阻值为R的电阻。
中学生数理化(高中版.高考理化) 2023年11期2023-11-24
- 高考物理模拟试题(二)参考答案与提示
1)初始时刻对金属杆N进行受力分析,如图3甲所示。设金属杆N的加速度为a,根据牛顿第二定律得mgsinθ=ma,解得。(2)金属杆N到达OO'连线处前对金属杆M、N分别进行受力分析,如图3乙所示,当金属杆N做匀速运动时,由金属杆M、N组成的系统沿倾斜导轨方向所受合外力等于零,因此系统沿倾斜导轨方向动量守恒。设金属杆N到达OO'连线处前的速度大小为v,金属杆M的速度大小为v1,根据动量守恒定律得mv-mv1=0,解得v1=v。两金属杆切割磁感线产生的感应电动
中学生数理化(高中版.高考理化) 2023年1期2023-03-22
- 地面参考系和磁源参考系中感应电流的功率
阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：图1 原题图（1）MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小 I；（2）MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；（3）PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。该题前两问比较简单，在此不作讨论。引发的
物理教学探讨 2022年11期2022-12-28
- 对一道力学竞赛题解析的商榷
是一道关于均匀金属杆在竖直平面内的平面平行运动问题.试题.如图1，长度为L、质量为m的均匀金属杆两端靠在垂直于水平面的直角绝缘导轨上，导轨的两臂分别沿水平与竖直方向.初始时刻金属杆静止，与竖直导轨成30°角.不计一切摩擦.图1（1）试求当杆下滑到与竖直导轨成60°角时杆的质心的速度；（2）假设存在垂直于导轨所在平面（纸面）向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，求当杆下滑到与竖直导轨成60°角时杆两端的感应电动势.试题的参考答案解析如下：（1）由能量守恒得（2
物理教师 2022年9期2022-11-03
- 巧用导数知识 破解教学疑点
——由一个典型物理错误引发的思考
。一电阻不计的金属杆可以在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0 时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0 s时金属杆所受到的安培力大小。图1学生的解答普遍如下：其实，这是错误的！在当年的高考中，这道题的难度系数为0.077，错误率非常高。造成这一错误的原因是什么呢？二、问题的剖析经分析发现，这是由于教师在平时教学中对感应电动势的计算公式没有深入讨论造成的。在高中物理教材中，法
中学教学参考 2022年17期2022-10-10
- 法拉第电磁感应定律的深度理解
闭合回路中的双金属杆在匀强磁场中切割磁感线时,速度v是两金属杆切割磁感线运动的相对速度.理论推导如图4所示,两条相距d的平行金属导轨固定在水平桌面上,导轨平面有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小为B.垂直导轨放置两长度均为d的金属棒Ⅰ、Ⅱ,两金属棒沿导轨水平运动,若金属棒Ⅰ运动的速度大小为v1,金属棒Ⅱ运动的速度大小为v2,两速度方向相同,且v1＞v2,证明:回路中的电动势E＝Bd(v1－v2).图4证明经过时间Δt,金属棒Ⅰ向前运动的距离为x1＝v1Δ
高中数理化 2022年6期2022-04-21
- 电磁感应中的“知三求三”
,阻值也为R的金属杆cd垂直放置在导轨上,由静止释放,下滑距离为x时达到最大速度。重力加速度为g,导轨电阻不计,金属杆cd与导轨始终接触良好。求:图2(1)金属杆cd下滑过程中的最大加速度amax。(2)金属杆cd能够达到的最大速度vmax。(3)金属杆cd由静止运动至达到最大速度的过程中,金属杆cd中产生的焦耳热Q。(4)金属杆cd由静止运动至达到最大速度的过程中,通过金属杆cd某一横截面的电荷量q。(5)金属杆cd由静止运动至达到最大速度的过程所用的时
中学生数理化(高中版.高考理化) 2022年11期2022-03-20
- 磁悬浮列车相关问题赏析
m,电阻为r的金属杆ab垂直跨接在导轨上,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。沿水平方向施加外力F(未知量)拉金属杆ab,使之由静止开始运动,电阻R两端的电压随时间变化的关系如图2 乙所示,t0时刻对应的电压为U0。已知金属杆ab在运动过程中受到的阻力为其对地速度的k倍,设金属杆ab在运动过程中始终处于磁场区域内,导轨电阻忽略不计。(提示:可以用F-t图像下方的“面积”代表力F的冲量)求:图2(1)t0时刻,金属杆ab的速度。(2)0
中学生数理化(高中版.高考理化) 2022年11期2022-03-20
- 金属线胀系数测量实验装置的设计与制作
泵、水管、待测金属杆固定组件等组成.物理杠杆模块则是由金属物理杠杆、弹簧和弹簧固定组件组成.该仪器的主要作用是教学演示，可以测量金属杆的线胀系数，进而计算相对误差、不确定度等.图1 实验装置图(a) 实验装置模型图展开状态(b) 实验装置模型图折叠状态(c) 实验装置模型图加热模块(d) 实验装置物理杠杆模块构造图2 实验装置模型图金属的热膨胀变化量与温度可近似认为是线性相关的，但它是一个非常微小的变化量，无法用肉眼观察且不易测量.本仪器利用电加热棒对待测
大学物理 2022年12期2022-02-18
- 创意让家更温馨
款摇篮配有三根金属杆，只要把两个圆环固定在一起，然后在下面的金属杆上铺上被子，就是一个摇篮;把圆环反转后，再在金属杆上挂好玩具，就可以变成逗孩子玩的玩具;当孩子长大后，配上一个椅垫（diàn），摇篮又会立刻变身为一个摇椅。折叠电视这款折叠电视平时隐藏在地下，要看电视时，只需按下遥控按钮，一个由五块折叠面板组成的电视就會从地里“钻”出来，并慢慢展开。折叠电视内置有高分辨率传感器，可检测折叠面板之间的偏移情况，并自动校准，不会让人看到拼接的缝隙（fènɡ xì
学苑创造·A版 2021年8期2021-08-09
- 培养高中物理学科核心素养 用科学思维解决问题
——以分析安培力做功与焦耳热的关系为例
阻．质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下．当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v．导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求：图2(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I；(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；(3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P．(3)金属杆切割磁感线的速度v′=v0-v感应电动
数理化解题研究 2021年9期2021-04-14
- 一种便于拆卸的塑料瓶注塑用模具
角均水平安装有金属杆，金属杆靠近固定板的一端套有模具框，且模具框内部顶端和底端靠近固定板的一端通过轴承竖直安装正反螺纹丝杆，正反螺纹丝杆的底端贯穿模具框底端安装有螺铨。本实用新型一种便于拆卸的塑料瓶注塑用模具，通过转动螺铨使正反螺纹丝杆转动带动套筒在正反螺纹丝杆外壁相向运动带动挤压板相向运动，同时在第二弹簧的弹性作用下挤压挤压板，从而将定模具稳定的安装在挤压板之间（申请专利号：CN201921677721.0）。
橡塑技术与装备 2021年2期2021-02-01
- 2020年全国Ⅰ卷第21题的溯源与拓展
0 kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动,滑动过程中与导轨保持垂直,每根金属杆的电阻为R=0.50 Ω．在t=0时刻,两杆都处于静止状态．现有一与导轨平行、大小为0.20 N的恒力F作用于金属杆甲上,使金属杆在导轨上滑动．经过t=5.0 s,金属杆甲的加速度为a=1.37 m/s2,问此时两金属杆的速度各为多少?可以看出,今年全国Ⅰ卷的第21题,来自于2003年全国卷的改编,两题考查对比如表1所示．表13 拓展拓展1.如“1解答”已知条件,求: (
物理教师 2020年9期2020-10-11
- 近5年江苏高考物理计算题第13题命题特点及备考策略
匀速地向右扫过金属杆后,金属杆的速度变为v.(1)MN刚扫过金属杆时,杆中感应电流的大小;(2)MN刚扫过金属杆时,杆的加速度大小;(3)PQ刚要离开金属杆时,感应电流的功率.2018质量为m的金属棒被固定在导轨上,距底端的距离为s,导轨与外接电源相连,使金属棒通有电流.金属棒被松开后,以加速度a沿导轨匀加速下滑(1)末速度的大小v;(2)通过的电流大小I;(3)通过的电荷量Q.2019线圈的面积S=0.3 m2、电阻R=0.6 Ω,磁场的磁感应强度B=0
数理化解题研究 2020年22期2020-08-24
- 医科达Compact 电子直线加速器一例特殊故障的维修
压保护装置由全金属杆和行程开关组成，当脉冲变压器油温升高或压力上升时，金属杆伸出顶开行程开关的常闭接点，控制台上位机显示“油压过高”提示，而维修人员检查此脉冲高变压器后，未见金属杆，设备也从未提示“油压过高”，因此考虑不确定因素引起金属杆回缩至油箱里。当脉冲变压器随机架旋转时，金属杆在油箱中游动，当金属杆“偶然”碰到脉冲变压器高压端时，引起高压打火，引发上述2次故障；拆下脉冲变压器，打开油箱发现金属杆脱落在油箱中，且有打火痕迹，更换脉冲变压器和充电分机的I
医疗装备 2020年11期2020-07-03
- 常见几种产生正弦交流电的非典型方式
外力使长为L的金属杆沿两环做匀速圆周运动．若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为ω，求其回路产生的感应电流.解析金属杆做匀速圆周运动的线速度v=ωR①若金属棒从水平直径方向开始计时，设金属杆与水平直径方向间的夹角为θ，感应电动势E=BLvsinθ②③非典型方式2面积为S、阻值为R的金属框放置在匀强磁场中，磁场方向与金属框平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律B=B0cosωt，求其回路产生的感应电流.①由题意知: 磁感应强度的变化率②③非典型
数理化解题研究 2020年10期2020-04-01
- 中学物理中的“另类匀变速运动”
一根质量为m的金属杆置于导轨上，与导轨垂直并接触良好。已知金属杆在导轨上开始运动的初速度大小为v0，方向平行于导轨(规定向右为x轴正方向)。忽略金属杆与导轨的电阻，不计摩擦。证明：金属杆运动到总路程的λ(0≤λ≤1)倍时，安培力的瞬时功率P=。图2解：金属杆所受安培力安培力与速度成正比，所以金属杆的运动是速度随位移均匀变化的运动。 由得，因此金属杆运动的总路程。总路程的λ(0≤λ≤1)倍，此时金属杆的瞬时速度，安培力的瞬时功率P==。
中学生数理化(高中版.高考理化) 2020年1期2020-02-12
- 关于2016年浙江一模物理卷中第17题的讨论和思考
正在做“旋转的金属杆实验”，金属杆在金属圆环中可无摩擦地转动，通过电刷和金属圆环接触，并连接着位于金属圆环中心处可以无摩擦转动的铰链。电路中的M接线柱和金属圆环相连，N接线柱和位于圆环中心的金属铰链相连。在圆环区域有磁感应强度B=1 T、磁感线垂直于纸面向外的匀强磁场。金属圆环的半径a=0.1 m，电源的电动势E=3 V，内阻r=0.1 Ω，限流电阻R0=4.8 Ω，金属杆的电阻为R=0.1 Ω，闭合开关，则（ ）图2 旋转的金属杆实验A.由上往下看，金属
物理教学探讨 2019年9期2019-10-25
- 正交分解法在高中物理解题中的应用
7】如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上.若磁场方向与水平导轨成θ角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力.解： Bsin Bcosf=IL=BILsinN=mg-IL=mg-BILcos【例8】如图所示，足够长的光滑U型导轨宽度为L，其所在平面与水平面的夹角为，上端连接一个阻值为R的电阻，置于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中，今有一质量为m、有效电阻r的
魅力中国 2019年2期2019-08-20
- 析三年江苏高考 观电磁感应计算
阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。当该磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆后，金属杆的速度变为v。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：(1)MN刚扫过金属杆时，杆中感应电流的大小I；(2)MN刚扫过金属杆时，杆的加速度大小a；(3)PQ刚要离开金属杆时，感应电流的功率P。【解析】(1)感应电动势E=Bdv0(2)安培力F=B
教学考试(高考物理) 2019年1期2019-04-24
- 把握课外辅导 培育学生核心素养
这道题.(1)金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小N；(2)在整个过程中定值电阻的焦耳热Q；(3)金属杆前、后两次穿过磁场区域所用的时间差Δt.图1 题目题图1 追本溯源 把握难点学生对这道题感到疑惑难解的问题应该是第(3)小问：金属杆前、后两次穿过磁场区域所用的时间差Δt.因为涉及时间问题，学生可能会想到应用动量定理：I=Ft,但金属杆前、后两次通过磁场时都是做非匀速运动，产生的电动势是一个变化的物理量，电路中的电流就不是恒定不变的，则金属杆
物理通报 2019年4期2019-04-16
- 金属杆“匀加速直线”切割磁感线的几类问题解析
要想使问题中的金属杆做匀加速直线运动，命题者需对相关的物理情景做巧妙的设计。这类问题的解答对学生的分析推理能力要求较高。文章就金属杆做匀加速直线运动的几种类型进行探讨。[关键词]金属杆;匀加速;切割磁感线[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2019）02-0050-02
中学教学参考·理科版 2019年1期2019-03-28
- 电磁感应中关于安培力做功与电阻发热量关系的讨论
以得到结论:“金属杆克服安培力做的功等于系统电阻上的发热量”．但该结论能否推广至一般情况?在感生情况下是否还适用?是否存在限制条件?本文将用两种方法来讨论该问题．方法1:利用动生电动势产生的微观机制来讨论.对于金属杆AB,考虑杆中的一个电子,其带电量荷为e,假定某一时刻金属杆的速度为v,由于金属杆运动,故电子受到洛伦兹力f1的作用,满足f1=evB，(1)方向向下(如图2所示),因此金属杆A端带正电,B端带负电,这就是动生电动势产生的本质,电子所受洛伦兹力
物理教师 2018年11期2018-12-14
- 外力作用下单杆切割磁感线模型赏析
放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1 kg，空间存在磁感应强度B=0.5 T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R=3.0 Ω，金属杆的电阻r=1.0 Ω，其余部分电阻不计。某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v-t图象，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5。在金属杆P运动的过程中，第一个2 s内通过金属杆P的电荷量与第二个2 s内通过P的电荷量之比为3∶5。g取10 m/s2。求：(1)水平
教学考试(高考物理) 2018年5期2018-12-07
- 电磁感应中的图象问题举例
【点睛】本题以金属杆在两个间隔磁场中运动时间相等为背景，考查电磁感应的应用，解题的突破点是金属杆进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，而金属杆在两磁场间运动时只受重力是匀加速运动，所以金属杆进入磁场时必做减速运动。【例3】(齐齐哈尔市2018届高三第三次模拟)超导体的电阻为零，现有一个本来无电流的固定的超导体圆环如图4所示，虚线为其轴线，在其右侧有一个条形永磁体，当永磁体从右侧远处沿轴线匀速穿过该圆环直至左侧远处的过程中，下列I-t图所反映的电流情况合理的是哪个？假
教学考试(高考物理) 2018年6期2018-12-06
- 高三电、磁学模块第一轮复习自测题(选修3-1、3-2)参考答案
-t图像可知,金属杆做匀减速直线运动的时间Δt=3s,t=0时刻金属杆的速度v0=6 m/s,由运动学公式得其加速度大小设金属杆运动了5m时的速度为v1,则解得v1=4 m/s。此时,金属杆产生的感应电动势E1=Blv1,回路中产生的电流I1=电阻R两端的电压U=IR,解得U=11.6V。(2)由t=0时BIl＜m a,可分析判断出外力F的方向与v0反向。金属杆做匀速直线运动,由牛顿第二定律得F+BIl=m a。设在t时刻金属杆的速度为v,金属杆切割磁感线
中学生数理化(高中版.高考理化) 2018年11期2018-12-05
- 浅谈在电磁感应定律中的应用
.一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动,在滑动过程中保持与导轨垂直.在t=0时刻,金属杆紧靠在P,Q端,在外力的作用下,杆以恒定的加速度从静止出发向导轨的另外一端滑动,求在t=6.0s时金属杆所受的安培力.解设金属杆的加速度为a,金属杆在时间t内的位移为L1 ,则由题意得知φ=BS, 其中S=L·L1:由L1=
数理化解题研究 2018年19期2018-08-15
- 一道值得商榷的试题
2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置，如图1中甲所示。用恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，由静止开始运动，v-t图象如图1中乙。g=10 m/s2，导轨足够长，求：(1)恒力F的大小；(2)金属杆速度为2.0 m/s时的加速度大小；(3)根据v-t图象估算在前0.8 s内电阻上产生的热量。【原解】(1)由图1中乙知，杆运动的最大速度:vm=4 m/s代入数据得：F=18 N。(2)对杆进行受力分析，如图2所示，由牛顿第二定律可得：F-F安-mgsinα=m
教学考试(高考物理) 2018年2期2018-07-25
- 近三年江苏高考第13题的命题策略分析和备考建议
磁场质量为m的金属杆静置在导轨上,磁感应强度大小为B、方向竖直向下的磁场区域以速度v0匀速地向右扫过金属杆物理模型考查内容(1)该圈肌肉组织的电阻R;(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q.(1)求M、N间感应电动势的大小E;(2)在太阳帆板上将一只小灯泡与M、N相连构成闭合电路,试判断小灯泡能否发光,并说明理由;(3)取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,试估算“天宫一号”距
数理化解题研究 2018年13期2018-06-02
- 电磁感应与动力学综合问题探究
培力和一垂直于金属杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度a=2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好。求:(1)电流为零时,金属杆所处的位置。(2)电流为最大值的一半时,施加在金属杆上外力F的大小和方向。(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时外力F的方向与初速度v0取值的关系。分析:金属杆在水平外力F和安培力的共同作用下做匀变速直线运动,加速度的方向向左。金属杆的运动过程为向右的匀减速运动→速
中学生数理化(高中版.高考理化) 2018年3期2018-04-08
- 巧拆高考题 慧编“原创”题
——以2016年高考新课标卷Ⅱ必做计算题的改编为例
m、长度为l的金属杆置于导轨上.t=0时,金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动,t0时刻,金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域,且在磁场中恰好能保持匀速运动.杆与导轨的电阻均忽略不计,两者始终保持垂直且接触良好,两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求:(1) 金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小;(2) 电阻的阻值.借用这道考题提供的新颖情境,将试题拆分成3道试题,以适用于3个不同时期不同难易度的训
物理教师 2017年6期2017-06-27
- 电磁感应综合应用检测题
式中质量为M的金属杆a b水平而与导轨垂直放置,可在导轨上沿与导轨平行的方向运动。当t=0时,金属杆位于x=0处,并有沿x轴正方向的初速度v0= 5m/s。金属杆在运动过程中,有一大小变化的沿x轴方向的水平拉力F作用在金属杆上,使金属杆以沿x轴负方向、大小a=1 0m/s2的恒定加速度做匀变速直线运动。其他电阻均忽略不计。求：(1)该回路中感应电流可以持续的时间。(2)当金属杆向右运动的速度为3 m/s时,回路中感应电动势的大小。图1 21 1.如图1 2
中学生数理化(高中版.高二数学) 2017年3期2017-05-05
- 拓展习题教学功能的行为探索
量均为 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为 ，在t=0时刻，两杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为 的恒力F作用于金属杆甲上，使金属杆在导轨上滑动。经过 ，金属杆甲的加速度为 ，问此时两金属杆的速度各为多少？（改编题）两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度 的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离 。两根质量均为 的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动
课程教育研究·新教师教学 2016年17期2017-04-12
- 对两道电磁感应试题的探讨
，一质量为m的金属杆ab垂直放置在导轨上.现给金属杆一个水平向右的初速度v0，设电容C足够大，金属杆与导轨的电阻都可忽略不计，试求金属杆运动的最终速度.图2 例2题图解析:金属杆切割磁感线产生感应电动势ε=BLv，给电容器充电，同时受到安培力的作用而减速，由于电路中电容器两端的电势差与金属杆的感应电动势方向相反，则当二者大小相等时，电流为零，电容器充电完毕，金属杆将做匀速运动，设此时速度大小为v，通过金属杆横截面的总电荷量为q，对金属杆由动量定理有-BLq
物理通报 2017年4期2017-04-01
- 动量定理在电磁感应题解中的应用
R、质量为m的金属杆垂直于导轨放置于x0处,不计金属杆与导轨间的接触电阻,现给金属杆沿x轴正方向的初速度v0,金属杆刚好能运动到2x0处,试求:金属杆运动到1.5x0处时速度大小和安培力的瞬时功率．解析:金属杆受重力、支持力和水平向左的安培力;设金属杆运动到1.5x0处时间为Δt,取水平向右为正．由动量定理有-BLΔt=mv-mv0.(1)由闭合电路欧姆定律有(2)由法拉第电磁感应定律得(3)其中ΔΦ=BLx02.(4)由(1)～(4)式得-B2L2x04
物理教师 2017年3期2017-03-30
- 线胀系数测定仪温度测量系统的设计
测定仪只能测定金属杆的初始和最终温度测量误差比较大。很多工作利用反射镜多次反射来准确测量金属杆微小变化[5-6]。本文计划通过改进线胀系数测定仪的温度测定和读数系统，来提高线胀系数测量准确性，以适应当前大学物理实验教学的要求。本文将根据滁州学院大学物理实验室的现状以及多年的实验教学经验，提出线胀系数测定仪的改进方法。第一部分将介绍光杠杆法工作原理；第二部分将对立式线胀系数测定仪温度测量系统提出设计方案；第三部分将分析改进后线胀系数测定仪的优势；第四部分将对
滁州学院学报 2016年5期2016-12-16
- 开尔文电桥测量低电阻装置的改进*
测量不同长度的金属杆的电阻的方法改装方法具体步骤与大学物理实验中“开尔文电桥测量低电阻”的实验相同，只是在原有基础上将导线直接接到了夹持端，而没有用导线将其与黑色的接线柱相连，这样减小了接线柱本身及与导线上的电阻带来的误差，极大地提高了测量精确度，通过左右移动夹持端来改变金属杆的长度，并多次测量与记录．3.2 实验数据及处理结果对金属杆分别在12，24，36，48 cm长度下进行了测量，每个长度重复3次，并得到所测电阻的平均值及其对应的电阻率，结果如表1所
物理通报 2016年11期2016-11-30
- 浅谈验电器与静电计的差异
球下方连接一根金属杆，金属杆插入玻璃器皿内，在金属杆下端挂有两片金属箔，此处应注意金属杆下端与金属箔是需要整个被封装于玻璃器皿内的。当带电物体接触验电器上方金属小球时，金属箔片会因同性电荷相互排斥向两侧张开。金属箔和金属杆被封存于玻璃器皿中，一是为了方便观察，二是为了防止气流产生干扰。此外，金属杆与玻璃器皿相接处需要使用绝缘物防止二者发生接触。（二）静电计静电计主要被用于电势差的测量。图3为静电计构造图，图4为静电计实物图。图3 静电计构造图图4 静电计实
科学中国人 2016年30期2016-11-08
- 一道高考模拟试题的剖析与思考
R,质量为m的金属杆垂直于导轨放置于x0处，不计金属杆与导轨间的接触电阻，现给金属杆沿x轴正方向的初速度v0，金属杆刚好能运动到2x0处，在金属杆运动过程中图1贵州省适应性考试理科综合能力测试于4月10日上午9时至11时30分举行，当天下午和晚上网上就对本次测试上述试题的难度以及与高考考纲的吻合性等议论得沸沸扬扬，特别是对试题中选项D的正确性持怀疑态度.2 试题的剖析这是一道以电磁感应为背景的力、热、电综合测试题，要求考生要有较强的综合能力才能完整地进行解
物理通报 2016年8期2016-09-18
- 物理学科中的微元法的解题应用探究
放一质量为m的金属杆，导轨的距离是L，导轨的一边连接上阻值是R的电阻，不计其余电阻，磁感应强度是B的匀强磁场垂直在导轨平面，现给金属杆一个水平向右的起始速度，再让其进行运动，导轨无限长，求金属杆在导轨上向右移动的最大距离为多远？图1 图2 第一步我们要对此题目中的金属杆予以受力分析，见图1，在水平面上从a到h的方向来分析，金属杆会受到三个方向力的作用，其中受到的重力作用来自于竖、直、下，同时其受到竖直向上的支持力，还有电磁场予以金属杆水平向左的安培力，因此
新教育时代电子杂志(教师版) 2015年14期2015-11-19
- 迈克尔逊干涉仪测定金属线胀系数实验分析
——升温测量和降温测量
理简介1.1 金属杆线胀系数测量原理当温度发生变化时，金属杆的长度会由于原子的热运动而发生伸缩变化。实验表明，在一定的温度范围内，金属线胀系数是一常量，可近似由以下公式［7］计算得到:（1）中l0为金属杆在初始温度t0时的长度，Δl=l1-l0，l1为金属杆在t1时的长度。1.2 迈克尔逊干涉仪测微小长度变化原理迈克尔逊干涉仪光路原理如图1所示，激光器发出的光线先经扩束透镜的扩束，又经半反半透镜G1的反射和透射后分为两束光线，一束向上，一束向右。向上的光线
大学物理实验 2015年1期2015-10-21
- 光学扫描法测金属杆直径
当平行光照射到金属杆上时，经过金属杆边缘的光会发生菲涅尔直边衍射，利用光电池与检流计构成的系统可以测定光强与位置坐标之间的关系。根据理论推导可知，光强为最大光强1/4的位置为几何阴影边缘，进而可以确定金属杆的直径。1 菲涅尔直边衍射理论根据菲涅尔-基尔霍夫衍射公式［4］:其中A是常数，r是光源指向衍射孔的向量，s是衍射孔指向光源的向量，n是衍射波传播的方向向量。如果P0和P两点距离屏的距离比孔的尺寸大很多，则因［cos(n，r)－cos(n，r)］在整个孔
大学物理实验 2015年4期2015-07-03
- 分类突破电磁感应中的“双杆”问题
质量为m的匀质金属杆A1和A2，开始时两根金属杆位于同一竖起面内且杆与轨道垂直.设两导轨面相距为H，导轨宽为L，导轨足够长且电阻不计，金属杆单位长度的电阻为r.现有一质量为m／2的不带电小球以水平向右的速度v0撞击杆A1的中点，撞击后小球反弹落到下层面上的C点.C点与杆A2初始位置相距为s.求：（1）回路内感应电流的最大值；（2）整个运动过程中感应电流最多产生了多少热量；（3）当杆A2与杆A1的速度比为1∶3时，A2受到的安培力大小.解析：（1）小球和杆A
物理教师 2013年1期2013-07-24
- 合理运用近似法
——以一道物理竞赛题为例
2所示，当长直金属杆在ab位置以速度v水平向右滑动时，因切割磁感线，在金属杆中产生由b指向a的感应电动势为ε=BLv(1)式中L为金属杆在ab位置时与大圆环两接触点间的长度，由几何关系有(2)在金属杆由ab位置滑动到cd位置过程中，金属杆与大圆环接触的两点之间的长度L可视为不变，近似为2R1．将式(2)代入式(1)得，在金属杆由ab滑动到cd过程中感应电动势大小始终为ε=2BR1v(3)以I，I1和I2分别表示金属杆、杆左和右圆弧中的电流，方向如图2所示，
物理通报 2013年11期2013-01-12
- 新型接种针的制作及其优点
笔杆内装有两根金属杆(3)，金属杆下端装有接种针(4)，另一根装有接种环(5)，金属杆上端通过金属笔杆上的槽(6)装有拨块(7)，金属杆上装有弹簧(8),金属杆(2)下端有一口(9)(见图4)。图3 一体式接种针图4 更换方便的笔式接种针3 作品的优点与推广价值本产品为微生物实验室必须产品;制作工艺简单，设计合理;外形似笔，造型美观;便于携带;产品既有接种环的功能又有接种针的功能，解决了目前接种针与接种环都是独立的，在实验工作中常需频繁交替使用带来的不便，
承德医学院学报 2012年3期2012-09-26
- 基于MatIab分析数据和传感器控制的金属杆的线膨胀与温度关系的实验研究
过程，从而得到金属杆的线膨胀是与温度变化成正比关系。图1 金属杆的线膨胀与温度的关系的实验示意图1 实验原理1.1 金属杆的线膨胀与温度的关系原长度为L的固体受热后，其相对伸长量ΔL正比于温度的变化，即[2]：设在温度0℃，t1℃、t2℃ 时固体的长度分别为L0、L1、L2，由式（1）可得由（2）、（3）两式解得：从式（4）可知，对同一个金属杆而言，当温度从t1升至t2时，其伸长量ΔL与温度的变化成正比。1.2 用力传感器测微小的长度变化ΔL力传感器的工作
大学物理实验 2012年6期2012-09-19
- 从一道电磁感应问题的几种解法谈平均值
r＝0.1Ω的金属杆，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使之由静止开始做匀加速运动，若理想电压表示数u随时间关系如图1（乙）所示.（1）求金属杆运动的加速度大小；（2）求第3秒末拉力的功率；（3）若在第4秒末撤去外力F，则金属杆还能运动多远？图1前两问的比较简单在此不再赘述，只分析第三问.过程分析1：根据前两问可以求出4s末金属杆的速度是v0＝10m／s，在撤去外力后，金属杆只受方向向左
物理教师 2012年2期2012-07-24
- 例谈电磁感应中的“双杆问题”
析：（1）当两金属杆都以速度v匀速滑动时，每条金属杆中产生的感应电动势分别为根据闭合电路的欧姆定律，回路中的电流强度大小为由于拉力与安培力平衡，作用于每根金属杆的拉力的大小为联立各式，代入数据得（2）设两金属杆之间增加的距离为ΔL，则两金属杆共产生的热量为代入数据得2 “双杆”同向运动 一杆加速 另一杆减速规律：当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联．【例2】如图2所示，两根足够长且固定的平行光滑金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导
物理通报 2012年1期2012-03-20
- 习题教学后的反思点剖析
=0.2 Ω的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨面向下．现解除对金属杆ab的约束，同时用一平行金属导轨面的外力F沿斜面向上拉金属杆ab，使之由静止开始运动．电压采集器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间t变化的关系如图1(b)所示．求：(1)在t=2.0 s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；(2)金属杆在2.0 s内通过的位移；(3)2.0 s末拉力F的瞬时功率．图1解析：(1)由图1(b)
物理通报 2012年1期2012-01-23
- 牛顿第二定律解电磁感应中电容负载平行导轨模型
垂直于导轨放有金属杆ab，质量为m且与导轨接触良好，所有接触处均光滑，现给金属杆以平行导轨方向的初速度 0v，试确定金属杆的最终运动情况。图1 阻抗为纯电容的理想单导杆1解：根据公式 BIlFma -= ，杆在水平方向除安培力外的外力为0，有得 0=a 杆最终做匀速运动如果：开始时电容器有 UC= Blv0并且其极性与ab产生的电动势的极性相同，则ab将始终以速度 v0做匀速直线运动1.2 阻抗为纯电容的受外力的理想单导杆图2，如果（1.1）节中金属杆开始
湖南科技学院学报 2010年12期2010-11-15
- 在匀强磁场中导体自由下落运动问题的探究
m,长为L的金属杆ef,在 t=0时由静止沿导轨下滑,试分析在电容器击穿前金属杆做怎样的运动,假设图中任何部分的电阻和电感均可忽略不计.解析:分析题意,我们可先假定金属杆做加速度为a的匀加速直线运动,在任意时刻对杆有图2在极短时间Δt内,(1)式中电容器的充电电流为其中Δq为电容器在Δt时间内所充电量,有由(1)～(3)式得即mg-CB2L2a=ma,故(4)式表明金属杆ef做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动.随着金属杆速度的增加,据公式 E=BLv
物理教师 2010年5期2010-07-24
- 金属杆热传导的数值计算研究
热传导方程均匀金属杆可看作一维传热系统.如图1所示，杆的左端作为坐标原点，则右端的坐标为L，杆上各点的温度T(x,t)满足偏微分方程(1)其中a=κ/cρ，κ，c和ρ分别为金属杆的热导率、比热容和密度.图1 一维细杆热传导示意图3 两类边界条件的一维热传导问题3.1 第一类边界条件的一维热传导问题长为L均匀铁制金属杆，杆的初始温度为20℃，其左端与0℃的恒温热源接触，右端与100℃恒温热源接触，杆的侧面与外界环境绝热.现讨论该金属杆的温度场分布、热流密度分
物理通报 2010年1期2010-01-26
- 巧选材料自制安培力实验教具三则
宽磁极磁铁铜质金属杆)在本章第三节“探究安培力”中的“实践与拓展”部分有电磁炮的原理插图和简介(见高中物理选修3-1第81页图3-3-7和图3-3-8)，这个实验能让学生亲身体验电磁炮的制作原理，充分体现新课程标准的探究过程，因此我们尝试了多种方法，也成功做出了电磁炮实验的课堂演示教具。制作方法是选用了三组宽磁极的磁铁正对着组合在一起，形成匀强磁场，如图9、图10所示，就是把图1中的安培力演示仪上的磁铁拆下来，分别固定在一个木条上，然后正对着安装在一起，目
中小学实验与装备 2009年6期2009-01-20